Optimierung des Serviceprozesses der Wöhler Brush Tech GmbH durch Integration der Lebenszyklusdaten der Kundenanlagen in Digitalen Zwillingen für Industrie 4.0 (DigiBrush)
Die Wöhler Brush Tech GmbH baut kundenindividuelle Maschinen für die Herstellung von technischen Bürsten und für die Blechentgratung. Der technische Service und die Wartung dieser Anlagen stellen aufgrund der derzeitigen geringen digitalen Anbindung der Maschinen eine Herausforderung dar. Ziel von DigiBrush ist es, den Serviceprozess für die Kunden technisch und prozessseitig zu digitalisieren und optimieren: Maschinen und IT-Systeme werden mittels OPC UA und Digitaler Zwillinge für Industrie 4.0 integriert.
Mittelfristige Vision der Wöhler Brush Tech GmbH (WBT) ist eine frühzeitige, automatisierte Meldung eines Problems durch die Maschine im Einsatz bei ihren Kunden. Auf Grundlage einer zuverlässigen Fehleranalyse kann daraufhin z. B. eine automatische oder zuvor durch den Mitarbeiter geprüfte und freigegebene Ersatzteil-Bestellung ausgelöst werden. Dieses innovative, neuartige Servicekonzept entwickeln WBT und Fraunhofer IOSB-INA gemeinsam im Rahmen des it´s OWL Transferpiloten DigiBrush.
Asset Administration Shell
Um zukünftig Serviceaufträge bei kundenindividuellen Maschinen effizient ausführen zu können, bedarf es einer Integration dieser Maschinen. Gemäß den Entwicklungen in und um die Plattform Industrie 4.0 setzen die Projektpartner dazu auf die Implementierung des Digitalen Zwillings für Industrie 4.0: die Asset Administration Shell (AAS, deutsch: Verwaltungsschale). Zukünftig wird für jede Maschine der WBT bereits in der Planungsphase eine AAS erstellt. Über den Lebenszyklus der Maschine wird die zugehörige AAS – ihr digitaler Zwilling – mit entstandenen Daten angereichert.
Die Anreicherung wird mittels eines zu entwickelnden Datenkonnektors geschehen, der Maschinendaten aus den verschiedenen IT-Systemen (ERP, PDM) der WBT sowie von den Maschinen selbst, die sich im Einsatz bei den Kunden befinden, in die jeweils zugehörige AAS integriert.
Die AAS wird in der Veröffentlichungsreihe „Details of the Asset Administration Shell“ (Part 1, Part 2) der Plattform Industrie 4.0 spezifiziert. Darüber hinaus wurde Anfang 2021 die Industrial Digital Twin Association e.V. (IDTA) von VDMA, ZVEI, Bitkom und 20 weiteren Unternehmen gegründet, um die AAS mittels offener Technologien nachhaltig im Markt zu verankern.
Die AAS ist eine digitale, semantisch angereicherte Beschreibung eines Assets (materieller oder immaterieller, eindeutig identifizierbarer Gegenstand mit einem Wert für eine Unternehmung: Maschine, Produkt, Vertrag, Software etc.) mit standardisiertem Meta-Informationsmodell und standardisierter Programmierschnittstelle (API). Die Standardisierung verfolgt unter anderem das Ziel, die Integration von Daten, die unternehmensübergreifende Kollaboration und die Interaktion der Komponenten innerhalb eines Industrie 4.0-Systems signifikant zu vereinfachen und zu beschleunigen. Die Komponenten eines solchen Systems können, auf Basis ihrer AASs, autonom und technologieübergreifend miteinander interagieren und semantisch angereicherte, maschineninterpretierbare Daten austauschen. Abbildungen der AAS existieren unter anderem auf XML, JSON und OPC Unified Architecture (OPC UA).
Der Datenkonnektor wird die Daten aus dem ERP- und PDM-Systemen der WBT mittels http/REST und von den Kundenmaschinen mittels OPC UA in die AASs der Maschinen integrieren. Die AASs wiederum werden in einem http-Server zum Abruf bereitgestellt. Ein neu zu entwickelndes, webbasiertes Service-Dashboard greift auf die AAS-API dieses Servers zu und bereitet die Maschinendaten graphisch und intuitiv ansprechend für die Service-Mitarbeitenden auf. So sollen die Mitarbeitenden durch das Dashboard insbesonders informiert werden, wenn eine Kundenmaschine einen Servicebedarf meldet. Durch die zentral verfügbaren Maschinendaten werden die Arbeit der Mitarbeitenden erheblich vereinfacht und die Serviceprozesse signifikant beschleunigt.
Ergebnis des Transferpiloten DigiBrush wird eine prototypische Umsetzung des optimierten Serviceprozesses der WBT an einem EdgeRacer (Entgratmaschine) sein. Eine Demonstration der Lösung wird dauerhaft im it’s OWL Demonstrationszentrum SmartFactoryOWL präsentiert.